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Schaltung zum Verstärken von Spannungen sehr hoher Frequenz
Gegenstand der Erfindung ist eine Schaltung zum Verstärken von Spannungen sehr hoher Frequenz mit Hilfe von Elektronenröhren mit zwei Kathodenzuführungen, wie sie beispielsweise aus den franz. Patentschriften Nr. 865. 580 und Nr. 865. 777 bekannt sind.
Wie bekannt, ist bei den heute üblichen Pentoden zur Hochfrequenzverstärkung die Anoden-Steuergitter-Kapazität auf einen sehr kleinen Wert, im allgemeinen unter 0, 01 pF verringert, so dass die Kopplung der an das Gitter bzw. an die Anode angeschlossenen Schwingungskreise sehr lose ist. Deshalb kann die mit einer Röhre erreichbare Spannungsverstärkung ohne Gefahr der Eigenerregung sehr gross (100-200-fach) sein, welcher Umstand in den Zwischenfrequenzstufen (ungefähr 0, 5 MHz) von Radioapparaten nutzbar gemacht wird.
Es ist auch bekannt, dass bei sehr hohen Frequen- zen, insbesondere bei solchen über 20 MHz, die kleine Gitter-Anodenkapazität zum Trennen der an das Gitter bzw. an die Anode geschalteten Schwingungskreise nicht ausreicht.
Es wurde gefunden, dass der Grund dieser Erscheinungen darin zu suchen ist, dass bei sehr hohen Frequenzen der grössere Teil der Abstimmkapazitäten der Schwingungskreise durch die Eingangs- und Ausgangskapazitäten der Verstärkerröhre gebildet wird, da nur auf diese Weise genügend grosse Schwingungskreiswiderstände erreicht werden können. Insbesondere trifft dies für den Breitband-Zwischenfrequenzverstärker von Fernsehempfängern zu.
Als eine weitere Ursache wurde festgestellt, dass die Induktivität der Zuführungen der dem Steuergitter bzw. der Anode benachbarten geerdeten Elektroden, wie die Kathode, Schirmgitter, Bremsgitter, Abschirmarmatur, bei sehr hohen Frequenzen bereits eine ansehnliche Impedanz bildet, so dass die Kapazitäten des Steuergitters bzw. der Anode zur Kathode, zum Bremsgitter und zu den Abschirmarmaturen bzw. zum Abschirmgitter eine wesentlich festere Kopplung der Schwingungskreise ergeben, als die Anoden-Steuergitterkapazität bei mässig hohen Frequenzen.
Demzufolge ist bereits das erste Abstimmen der sogenannten verstimmten Stufen, wie sie in den Breitband-Zwischenfrequenz- verstärkern von Fernsehempfänger üblich sind, sehr umständlich, schwierig und zeitraubend und muss im Falle eines Röhrenwechsels wiederholt werden, da sowohl gemäss den Hinweisen in der Fachliteratur als auch gemäss eigener Erfahrung das Abstimmen der einzelnen Schwingungskreise voneinander nicht unabhängig ist, so dass bei einem Röhrenwechsel die Übertragungskurve zufolge der Streuung der die Kopplung der einzelnen Röhren bestimmenden Induktivitäten und Kapazitäten sich ändert.
Es wurde ferner beobachtet, dass es in bezug auf die Trennung des Gitterkreises und des Anodenkreises von wesentlicher Bedeutung ist, die Wege der hochfrequenten Ströme nach Möglichkeit vorzuschreiben. Im Falle einer Röhre mit zwei Kathodenzuführungen bedeutet dies bekanntlich, dass man den hochfrequenten Strom des Steuergitterkreises zwingen muss, dass sein grösster Teil durch die in diesem Kreis liegende Kathodenzuführung fliesst, wobei für den hochfrequenten Strom des Anodenkreises dasselbe in bezug auf die in diesem Kreis liegende Kathodenzuführung gilt.
Zweck der Erfindung ist also die Schaffung einer Schaltung mit Elektronenröhren mit zwei Kathodenzuführungen, mit welcher die obigen Nachteile behoben werden können und welche demnach zum Verstärken von Spannungen sehr hoher Frequenz (über 5 MHz) in derselben einfachen Weise geeignet ist, wie dies bei mässig hohen Frequenzen (unter 5 MHz) auch bisher möglich war.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zum Verstärken von Spannungen sehr hoher Frequenz, bei welcher mehrere Mehrgitterverstärkerröhren mit jeweils einer Anode, einer mit einer ersten und einer zweiten Zuführung versehenen Kathode, einem Steuergitter, einem Schirmgitter und einem Bremsgitter sowie Schwingungskreise vorgesehen sind, über die die Röhren derart in Reihe geschaltet sind, dass jeweils die Anode einer ersten Röhre mit dem Steuergitter der auf sie folgenden zweiten Röhre über einen Schwingungskreis verbunden ist, dessen kaltes Ende mit dem Bremsgitter der ersten Röhre direkt und mit deren zweiter Kathodenzuführung über einen Kondensator
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sowie mit dem Steuergitter der zweiten Röhre über einen Kondensator und mit deren erster Kathodenzuführung über einen weiteren Kondensator verbunden ist.
Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, dass von den kalten Punkten
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jeweils der eine direkt, der andere aber über einen ohm'schen Trennwiderstand derart geerdet ist, dass bei jeder der Röhren die eine Kathodenzuführung direkt und die andere über den Trennwiderstand geerdet ist.
Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der anliegenden Zeichnung erläutert. Die Zeichnung zeigt als Ausführungsbeispiel die Schaltung nach der Erfindung in ihrer Anwendung in der Zwischenfrequenzverstärkerstufe eines Fernsehempfängers.
Die Bezugszeichen 1, 2, 3 und 4 bezeichnen die vier Verstärkerröhren der Stufe, die vorteilhaft als Pentoden gebaut sind. Jede der Pentoden weist zwei Kathodenzuführungen auf. Man kann beliebige Pentoden mit zwei Kathodenzuführungen verwenden, vorzugsweise wird man jedoch Pentoden verwenden, bei der die Zuführungen der Elektroden so angeordnet sind, dass durch ihre gegenseitige Lage innerhalb der Röhre und/oder durch Anbringung von Abschirmorganen zwischen ihnen ausser der sehr kleinen gegenseitigen Kapazität zwischen den Zuführungen des Steuergitters und der Anode auch die Kapazität zwischen den Zuführungen einiger der andern Elektroden klein ist.
Bei einer solchen Röhre ist zweckmässig die Anordnung so getroffen, dass die Zuführungen zu dem einen Kathodenanschluss, zum Steuergitter und zum zweiten Gitter (Schirmgitter) einerseits und die Zuführungen zu den übrigen Elektroden und den Abschirmorganen nebst der zweiten Kathodenzuführung anderseits, in der Röhre so angeordnet sind, dass infolge der gegenseitigen Lage der Zuführungen und/oder durch Vorhandensein von Abschirmorganen zwischen den Zuführungen die Kapazität zwischen den Zuführungen des Steuergitters bzw.
der Anode, die, wie vorstehend ausgeführt, verschiedenen gedanklich festgelegten Gruppen angehören, und den Zuführungen der Elektroden der jeweils andern Gruppen klein, vorzugsweise kleiner als 0, 2 pF, ist, wobei die Zuführungen des Schirmgitters und der Anode durch Anordnung mindestens einer andern Elektrodenzuführung zwischen denselben derart angeordnet sind, dass ihre gegenseitige Kapazität klein, vorzugsweise kleiner als 0, 2 pF, ist.
Die Gleichrichterröhre der Stufe ist mit 5 bezeichnet ; 6, 7, 8 und 9 sind die einzelnen
Schwingungskreise und die diesen zugeordneten
Kopplungselemente. Die Elektroden der Pentoden sind so geschaltet, dass jedem Steuergitter je ein Schwingungskreis und jeder Anode je ein anderer Schwingungskreis zugeordnet ist, wobei der Anodenkreis einer Röhre identisch ist mit dem Gitterkreis der nachfolgenden Röhre.
Das Schirmgitter und die eine Kathodenzu- führung ist an den kalten Punkt des Schwingungskreises des Steuergitters angeschlossen, wobei an die andere Kathodenzuführung der kalte Punkt des an die Anode angeschlossenen Schwingungskreises, das Bremsgitter und die in der Röhre vorgesehenen Abschirmarmaturen angeschlossen sind.
Diese kalten Punkte sind mit den Bezugszeichen 10, 11, 12, 13 und 14 versehen. Die Kathodenzuführungen und das Schirmgitter sind über Kondensatoren angeschlossen. Im Sinne der Erfindung erfolgt zwecks Trennung der Schwingungskreise des Steuergitters und des Anodenkreises höchstens das hochfrequente Erden der einen Kathodenzuführung unmittel- bar, wobei die andere Kathodenzuführung unbedingt über einen Trennwiderstand (15, 16) geerdet ist.
Die Grösse des Widerstandes 15, 16 liegt bei z. B. 50 MHz und einer Bandbreite von 6 MHz und Anwendung einer Pentode, wie sie oben beschrieben wurde, z. B. einer Pentode der Type EF 80 T, zweckmässig zwischen 200 und 700 Ohm. Es können in andern Fällen auch Widerstände anderer Grösse Verwendung finden.
Die an die hochfrequenten warmen Punkte angeschlossenen Bestandteile, also der Schwingungskreis des Steuergitters und seine Kopplungselemente, sowie der Schwingungskreis der Anode und die zugehörigen Kopplungselemente sind abzuschirmen und die Abschirmarmaturen an die entsprechende Kathodenzuführung anzuschliessen.
Werden in der Schaltung automatisch gesteuerte Röhren angewendet, so ist es mit Rücksicht auf den Umstand, dass der Anodenstrom über eine besondere Kathodenzuführung zur Kathode in die im Steuergitterkreis liegende Kathodenzuführung zurückfliesst, zweckmässig, den Wert des bei solchen Schaltungen allgemein verwendeten, mit dem Kondensator in Reihe liegenden, hochfrequent nicht überbrückten Widerstandes (in der Zeichnung nicht dargestellt) in an sich bekannter Weise entsprechend dem Verhältnis des Kathodenstroms zum Hilfsgitterstrom zu erhöhen. So kann z. B. in der dargestellten Ausführungsform im Falle der Anwendung einer Röhre EF 80 T der Wert des Widerstandes von den üblichen 35 Ohm z. B. auf das Fünffache, also auf atwa 165 Ohm erhöht werden.
In der Schaltanordnung nach der Erfindung kann ausser einer Pentode der oben beschriebenen Art auch eine beliebige andere Pentode Verwendung finden, vorausgesetzt, dass sie zwei
Kathodenzuführungen aufweist. Auch die oben- angeführten Widerstandswerte bedeuten keine Einschränkung.
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Circuit for amplifying voltages of very high frequency
The invention relates to a circuit for amplifying voltages of very high frequency with the aid of electron tubes with two cathode leads, as they are, for example, from the French. Patent Nos. 865,580 and 865,777 are known.
As is known, the anode control grid capacitance is reduced to a very small value, generally below 0.01 pF, in the pentodes commonly used today for high frequency amplification, so that the coupling of the oscillating circuits connected to the grid or to the anode is very loose . Therefore, the voltage gain that can be achieved with a tube can be very large (100-200 times) without the risk of self-excitation, which is made usable in the intermediate frequency levels (approx. 0.5 MHz) by radio sets.
It is also known that at very high frequencies, in particular at frequencies above 20 MHz, the small grid-anode capacitance is not sufficient to separate the oscillation circuits connected to the grid or to the anode.
It has been found that the reason for these phenomena is to be found in the fact that at very high frequencies the greater part of the tuning capacities of the oscillation circuits is formed by the input and output capacitances of the amplifier tube, as this is the only way to achieve sufficiently large oscillation circuit resistances. This is particularly true of the broadband intermediate frequency amplifier of television receivers.
Another cause was found to be that the inductance of the leads of the grounded electrodes adjacent to the control grid or the anode, such as the cathode, screen grid, brake grid, shielding armature, already forms a considerable impedance at very high frequencies, so that the capacities of the control grid or The anode to the cathode, to the braking grid and to the shielding fittings or to the shielding grid result in a much stronger coupling of the oscillation circuits than the anode control grid capacitance at moderately high frequencies.
As a result, the first tuning of the so-called detuned stages, as is customary in the broadband intermediate frequency amplifiers of television receivers, is very cumbersome, difficult and time-consuming and must be repeated in the event of a tube change, as both according to the instructions in the specialist literature and According to our own experience, the tuning of the individual oscillation circuits is not independent of one another, so that when the tubes are changed, the transfer curve changes due to the scatter of the inductances and capacitances that determine the coupling of the individual tubes.
It has also been observed that, with regard to the separation of the grid circle and the anode circle, it is essential to prescribe the paths of the high-frequency currents as far as possible. In the case of a tube with two cathode leads, this means, as is well known, that the high-frequency current of the control grid circuit must be forced to flow through the cathode lead located in this circle, whereby the same for the high-frequency current of the anode circuit with respect to the one located in this circle Cathode feed applies.
The aim of the invention is therefore to provide a circuit with electron tubes with two cathode leads, with which the above disadvantages can be eliminated and which is therefore suitable for amplifying voltages of very high frequency (above 5 MHz) in the same simple manner as is suitable for moderately high Frequencies (below 5 MHz) was also previously possible.
The invention relates to a circuit for amplifying voltages of very high frequency, in which a plurality of multi-grid amplifier tubes, each with an anode, a cathode provided with a first and a second supply, a control grid, a screen grid and a braking grid, as well as oscillation circuits are provided via which the tubes are connected in series in such a way that the anode of a first tube is connected to the control grid of the second tube following it via an oscillating circuit, the cold end of which is directly connected to the braking grid of the first tube and to its second cathode supply via a capacitor
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and is connected to the control grid of the second tube via a capacitor and to its first cathode feed via a further capacitor.
The invention consists essentially in that of the cold spots
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each one is grounded directly, but the other is grounded via an ohmic isolating resistor in such a way that in each of the tubes one cathode lead is grounded directly and the other via the isolating resistor.
Details of the invention are explained with reference to the accompanying drawing. The drawing shows, as an embodiment, the circuit according to the invention in its application in the intermediate frequency amplifier stage of a television receiver.
The reference numerals 1, 2, 3 and 4 designate the four amplifier tubes of the stage, which are advantageously built as pentodes. Each of the pentodes has two cathode leads. Any pentodes with two cathode leads can be used, but pentodes are preferably used in which the leads of the electrodes are arranged in such a way that, due to their mutual position within the tube and / or by attaching shielding elements between them, apart from the very small mutual capacitance between between the leads of the control grid and the anode, the capacitance between the leads of some of the other electrodes is also small.
In such a tube, the arrangement is expediently made such that the leads to the one cathode connection, to the control grid and to the second grid (screen grid) on the one hand and the leads to the other electrodes and the shielding elements along with the second cathode lead on the other hand, are arranged in the tube are that due to the mutual position of the feeds and / or the presence of shielding elements between the feeds, the capacity between the feeds of the control grid or
the anode, which, as stated above, belong to different conceptually defined groups, and the leads of the electrodes of the other groups are small, preferably less than 0.2 pF, the leads of the screen grid and the anode being arranged by at least one other electrode lead are arranged between them such that their mutual capacitance is small, preferably less than 0.2 pF.
The rectifier tube of the stage is labeled 5; 6, 7, 8 and 9 are the individual ones
Oscillation circles and the associated ones
Coupling elements. The electrodes of the pentodes are connected in such a way that each control grid is assigned a resonance circuit and each anode is assigned a different resonance circuit, the anode circuit of one tube being identical to the grid circle of the following tube.
The screen grid and one cathode lead are connected to the cold point of the oscillation circuit of the control grid, the other cathode lead being connected to the cold point of the oscillation circuit connected to the anode, the retarder grid and the shielding fittings provided in the tube.
These cold spots are provided with the reference numerals 10, 11, 12, 13 and 14. The cathode leads and the screen grid are connected via capacitors. For the purposes of the invention, for the purpose of separating the oscillating circuits of the control grid and the anode circuit, at most high-frequency grounding of one cathode lead takes place directly, the other cathode lead being necessarily earthed via a separating resistor (15, 16).
The size of the resistor 15, 16 is z. B. 50 MHz and a bandwidth of 6 MHz and using a pentode, as described above, z. B. a pentode of the type EF 80 T, expediently between 200 and 700 ohms. In other cases, resistors of other sizes can also be used.
The components connected to the high-frequency warm points, i.e. the oscillation circuit of the control grid and its coupling elements, as well as the oscillation circuit of the anode and the associated coupling elements, must be shielded and the shielding fittings connected to the corresponding cathode feed.
If automatically controlled tubes are used in the circuit, it is advisable, taking into account the fact that the anode current flows back via a special cathode feed to the cathode into the cathode feed in the control grid circuit, the value of the one generally used in such circuits, with the capacitor in Row lying, high frequency not bridged resistance (not shown in the drawing) in a known manner according to the ratio of the cathode current to the auxiliary grid current. So z. B. in the illustrated embodiment in the case of using a tube EF 80 T the value of the resistance of the usual 35 ohms z. B. to five times, so to at about 165 ohms.
In addition to a pentode of the type described above, any other pentode can also be used in the switching arrangement according to the invention, provided that there are two
Has cathode leads. The resistance values listed above do not represent any restriction either.
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